水分胁迫下臭柏（Sabina vulgaris Ant.）光合特性和色素组成的季节变化

在室内砾耕栽培条件下,通过培养液中加入PEG(Polyethylene glycol 分子量为6000)以调节溶液渗透势,设置对照、弱水分胁迫和强水分胁迫3种处理 (培养液渗透势分别为0.02,-0.1,-0.34 MPa), 从1997年开始对臭柏进行长期干旱胁迫模拟实验.2003年测定了臭柏叶片光合色素和光合特性的季节变化.结果表明:对照区气孔导度季节变化在5月和9月份形成了典型的双峰曲线.尽管对照区的气孔导度明显高于其他两个处理,但日光合量却低于弱水分胁迫区.3个处理Chl a/b的比值在11月至翌年3月的低温期内均升高,以强水分胁迫区的增幅最大,其它月份该比值在3个处理之间没有显著的差异.3个处理的叶绿素总量(Chl a+b)在生长季的5～9月份均有不同程度的上升,但其中以强水分胁迫区增幅最小.在11月至翌年3月的低温期,各处理均大幅提高叶黄素总量(V+A+Z)和热耗散色素比例(A+Z)/(V+A+Z) (V:紫黄质、A:单环氧玉米黄质、Z:玉米黄质);在5～7月份的生长高峰期,各处理则明显降低了叶黄素总量和热耗散色素比例.这种趋势在强水分胁迫区表现的更为显著.     

铁尾矿区油松根际溶磷泛菌D2的筛选鉴定及溶磷特性

从河北省迁安市马兰庄镇铁尾矿植被恢复区油松根际分离出2株溶磷细菌,经过平板初筛和摇瓶复筛得到1株溶磷能力较强的菌株D2.通过菌落形态、生理生化特性及16S rDNA序列分析,确定此菌株D2属于泛菌属.利用液体发酵试验测定不同碳源、氮源对菌株D2溶磷能力的影响,通过高效液相色谱测定D2在不同氮源条件下产生有机酸的种类和浓度.结果表明:菌株D2对磷酸三钙有较强的溶磷能力,培养液有效磷含量最高为392.13 mg·L^-1,菌株D2的溶磷能力在碳源为葡萄糖、氮源为硫酸铵时效果最好;高效液相色谱测定发现,不同氮源条件下,D2分泌有机酸的种类和浓度存在差异,以硫酸铵、氯化铵、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵为氮源,均产生草酸、甲酸、乙酸和柠檬酸,以硫酸铵、氯化铵、硝酸铵为氮源还产生苹果酸.相关性分析表明,乙酸含量与有效磷含量间呈显著正相关(r=0.886,P<0.05),表明溶磷泛菌D2分泌的乙酸对无机磷的溶解有明显的促进作用,这也很可能是该菌株的重要溶磷机制之一.     

微域环境因子对落基山圆柏插穗生根的影响

以8年生落基山圆柏(Juniperus scopulorum)的嫩枝为试验材料, 采用不同扦插密度和基质等处理措施, 研究了微域环境因子对插穗生根的影响。结果表明, 两种不同扦插密度的生根部位、愈伤率、生根率、炼存率、生根效果指数(root effect index, REI)、离散度指数(rooting dispersion index, RDI)和分形特征均存在显著差异。综合分析生根率、炼存率、REI和RDI等发现, 密插处理的效果好于稀插, 稀插处理的插穗生根能力较差, 生根性状离散度较大。密插处理的插穗的根系平均分形维数是稀插处理的1.24倍, 两者差异极显著(p < 0.01)。不同扦插密度下插穗的生根部位和生根机制不同: 插穗在密插处理下形成诱生根, 在稀插处理下形成原基根。不同的扦插密度造成了落基山圆柏微域环境的显著差异, 但同一密度下不同基质种类对微域环境因子的调控作用有限。密插处理下插穗的微域环境相对湿度较高(最高可达83.5%), 温度较低, 光合有效辐射较小。这些环境因子的差异导致密插处理下插穗的净光合速率(P_n)较高, 蒸腾速率(T_r)较低。在0-60天内, 密插和稀插处理的插穗的P_n均呈上升趋势, 并且二者相差的幅度随着试验时间的延长而迅速增大; 在60天以后, 二者均呈下降趋势, 相差幅度基本保持不变。密插处理下的T_r值在0-30天内基本保持不变, 而此时稀插处理下的T_r迅速增加。在30-60天内密插处理下的T_r快速增加, 60天时达到最大值, 但仍低于稀插处理。这些结果表明, 外部微域环境因子对插穗生根的影响是通过影响其内在生理指标来实现的, 插穗营养状况的差异是造成生根机制不同的主要原因。     

彰武松、樟子松光合生产与蒸腾耗水特性

本文采用Li-6400光合测定系统对性成熟(18a)阶段彰武松(Pinus densiflora var.zhangwuensis)和樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)光合及蒸腾指标不同季节日变化进行了测定,并采用切枝蒸腾法对两个树种叶片气孔蒸腾和角质层蒸腾进行对比测定,评价了气孔开闭敏感性,探讨了两个树种光合生产与蒸腾耗水特性。结果表明：在同样生境条件下,彰武松比樟子松有较大的光合速率(Pn)和较小的蒸腾速率(Tr)。在5月和7月,彰武松的Pn和Tr日变化呈现明显双峰型,其Pn和Tr“午休”现象均主要受气孔限制;在10月呈单峰型。樟子松的Pn和Tr日变化在整个生长季均呈单峰型,而且,彰武松日光合量(DAP)均高于樟子松,是樟子松的163.4%(5月)、211.1%(7月)和183.6%(10月)。光响应曲线参数表明：在不同月份,彰武松最大光合速率(Pmax)均大于樟子松,且光饱和点(LSP)较高,光补偿点(LCP)较低。在任意被测时刻,彰武松气孔导度(Gs)和Tr都小于樟子松。彰武松具有较小气孔和角质层蒸腾速度,并且在同样干旱条件下,彰武松气孔下陷,其气孔的开闭反应更加敏感。彰武松水分利用效率(WUE)较高,约是樟子松的2.29倍。这些结果暗示,彰武松以其高的光合速率和低的蒸腾耗水特性,提高水分利用效率,以其敏感的气孔开闭机制和旱生叶片结构进而实现在干旱半干旱地区的速生特性。     

盐碱胁迫下沙地彰武松和樟子松苗木生理特性

为了在北方沙漠化、盐碱化土地上推广应用沙地彰武松这一新的造林树种,客观评价彰武松的耐盐碱性及其耐盐碱机理,本文以4年生的彰武松和樟子松为试材,采用盆栽试验方法,研究NaCl、Na2CO3和NaHCO33种单盐胁迫及NaOH碱胁迫对苗木生长和叶片生理生化特性的影响.结果表明:盐碱胁迫下,彰武松苗木的受害级别较小,根系忍耐指数较大,叶片的过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,最高为对照的22.6倍,丙二醛(MDA)含量没有显著提高,叶绿素(Chl)含量降幅较小,其叶片含水量(LWC)有所提高.樟子松则表现出与彰武松不同的变化规律,各处理MDA含量显著提高,CAT活性没有显著变化,Chl含量显著下降,LWC有所下降.说明彰武松的耐盐碱性高于樟子松.彰武松针叶内较高的Fe含量使其CAT活性和Chl含量较高,而Zn、Cu含量较高与其抗性强有关.     

不同造林树种对铁尾矿基质理化性质和土壤动物的影响

为了探讨不同造林树种对铁尾矿基质改良及土壤动物的影响,在唐山迁安马兰庄铁尾矿区选择尾矿坡面直接造林成功的沙地柏、紫穗槐、毛白杨3种树种,测定林内尾矿理化性质和土壤动物,并与裸尾矿进行对比分析。结果表明:(1)紫穗槐林对铁尾矿土壤容重、总孔隙度、非毛管孔隙度和饱和持水量的改善效果最好,沙地柏林对改善毛管孔隙度、田间持水量和毛管持水量的效果最好。(2)3个树种造林均使尾矿砂p H值明显降低。紫穗槐林对尾矿砂有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量的积累效果最好,沙地柏林和紫穗槐林均有利于尾矿砂中全钾含量的积累。(3)紫穗槐林下土壤动物数量和多样性最高,沙地柏林次之。铁尾矿土壤动物与环境因素灰色关联度分析表明,全氮、有机质、碱解氮、土壤容重与土壤动物多样性关系密切,植被覆盖率和植被高度对土壤动物多样性影响最小。(4)主成分分析结果表明:紫穗槐林对铁尾矿基质理化性质和土壤动物综合改良效果最好,其次是沙地柏林,杨树林的改良效果不明显。但进行值被恢复后,各样地的立地条件均优于裸尾矿。     

不同植被恢复模式对铁尾矿微生物和酶活性的影响

对河北省迂安市马兰庄镇铁尾矿不同恢复模式土壤微生物和酶活性进行了分析。结果表明：不同铁尾矿中主要微生物数量存在显著差异，在总体数量上，细菌最多，放线菌次之，真菌较少；在表层0～20cm，土壤微生物数量和土壤酶活性均表现为人工林〉自然恢复〉新尾矿；土壤微生物数量和土壤酶活性随采样深度的增加而显著降低；尾矿土壤微生物和土壤酶之间均呈正相关，但相关程度有所不同。自然恢复和人工林恢复均能够增加尾矿库的微生物数量和土壤酶活性，人工林的恢复效果高于自然恢复。     

冀北山地不同海拔天然山杏种群的结构与动态

为了阐明冀北山地天然山杏种群的现存状态、预测种群未来的发展趋势,该研究在冀北山地不同海拔分别设置样地进行调查,以径级结构代替年龄结构,采用匀滑技术编制不同海拔天然山杏种群静态生命表,并应用谱分析方法分析不同海拔山杏种群的波动周期,进而揭示海拔因素对天然山杏种群数量动态的影响以及种群更新和维持机制,为山杏种群的保护和管理提供科学依据。结果表明：(1)不同海拔山杏种群的基径随海拔的升高逐渐变小,海拔872 m(H1)为15个径级,最大径级为12.47 cm,海拔1 131 m(H2)为17个径级,对应最大径级为14.10 cm,海拔1 328 m(H3)山杏种群为11个径级,对应最大径级为8.76 cm;不同海拔山杏种群数量随海拔上升呈减少的趋势,依次为：H1(2 158株)＞H2(1 262株)＞H3(133株)。(2)不同海拔天然山杏种群结构动态均属于增长型,V′_pi均大于0,表现出H2(57.51%、3.38%)＞H1(47.42%、3.16%)＞H3(27.57%、2.51%)的变化动态。(3)不同海拔梯度同一径级以及同一海拔梯度不同径级山杏种群的期望寿命均存在波动,3个海拔山杏种群存活曲线均趋于Deevey Ⅱ型,各径级阶段死亡率变化不明显,趋于稳定。(4)海拔H1、H2和H3样地的山杏种群死亡率分别出现7次、6次和3次死亡高峰,表明随海拔的增高山杏种群经历死亡波动的次数在逐渐减小。(5)种群动态谱分析表明,不同海拔天然山杏种群除受基波的影响外,还存在着明显的小周期波动,海拔H1、H2、H3样地的山杏种群谐波分别在A₂和A₈、A₇、A₅处出现波动。研究认为,冀北山地天然山杏种群自然更新良好,若无强烈的人为干扰或严重的自然灾害,将在群落中长期保持优势种地位。     

光和水分胁迫对臭柏实生幼苗光化学效率及色素组成的影响

为探明毛乌素沙地3年生臭柏(Sabina vulgaris)实生苗在不同光照和水分条件下的光抑制响应机制,研究了各处理臭柏实生苗的最大光化学效率(F_v/F_m)及叶绿素(Chla+Chlb)和叶黄素(A+V+Z)含量,分析了其叶绿素循环和叶黄素循环的变化规律。结果表明,77%透光区通过减少Chlb含量,升高Chla/Chlb,避免光能过剩;同时,增加A+V+Z及热散逸色素(A+Z)含量、提高(A+V+Z)/(Chla+Chlb)和(A+V)/(A+V+Z)值,耗散过剩光能,避免光破坏。25%透光区的叶绿素和叶黄素循环机制随着水分条件的变化迅速发生改变。10%透光区通过增加Chlb含量,降低Chla/Chlb,捕捉更多的光能,几乎不存在光抑制。毛乌素臭柏实生幼苗能够适应不同的光照和水分条件,在恶劣的沙漠中完成天然更新,形成独特的群落景观,与叶绿素循环和叶黄素循环有着密切的关系。     

多氯联苯促进毛白杨不定根分化的效应

多氯联苯是一种典型的持久性有机污染物。研究表明多氯联苯具有毒物兴奋效应,但其影响植物生长发育的机制尚不清楚。以毛白杨(Populous tomentosa)组培苗为材料,探讨3 mg·L–1 Aroclor1254对不定根分化、植物激素水平、与生长素相关的P009g125900、P006g142600和P002g222700基因表达、与细胞分裂素相关的P005g2489和P005g2376基因表达的影响。结果显示, Aroclor1254可促进毛白杨组培苗不定根分化,缩短不定根初根时间与分化率达100%的时间,提高不定根数目;在不定根诱导期,用Aroclor1254单独诱导,IAA/(ZR+dhZR)比值与阳性对照无显著差异,P006g142600、P002g222700、P009g125900、P005g2489和P005g2376基因表达变化趋势与IBA单独诱导下各基因表达变化趋势一致。为验证Aroclor1254是否具有生长素效应,以玉米(Zeamays)和转生长素报告基因DR5::GUS的拟南芥(Arabidopsis thaliana)为材料,观察Aroclor1254对胚芽鞘生长及DR5::GUS基因表达的影响。结果显示,一定浓度的Aroclor1254对胚芽鞘的生长无显著影响,但可诱导生长素报告基因表达。以上结果表明,多氯联苯类化合物Aroclor1254虽不属于植物生长调节剂,但具有毒物兴奋效应,在一定浓度下具有类似生长素的生物学活性。